КОНСПЕКТ ДЛЯ ВИКОНАННЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

з предмету «Електричні апарати та кола вагонів»

ЗМІСТ

Самостійна робота № 1 Привід електричних апаратів постійного струму 3

Самостійна робота № 2 Привід електричних апаратів, який утворює витримку часу 4

Самостійна робота № 3 Привід електричних апаратів, який реагує на направлення струму 4

Самостійна робота № 4 Привід електричних апаратів змінного струму 5

Самостійна робота № 5 Будова та принцип дії реле температури типу RT, ПТР – 2М 6

Самостійна робота № 6 Будова та принцип дії реле тиску типу РД – 1Б – 01, МР – 15,

RТ–260А 7

Самостійна робота № 7 Будова та принцип дії датчика з терморезистором 8

Самостійна робота № 8 Схема показуючого пристрою КП – 011 – 03Т 9

Самостійна робота № 9 Схема автоматичного запису температури СПЛ – 160 – 036 10

Самостійна робота № 10 Будова та принцип дії реле часу RZW, 23РВ, ВС24 10

Самостійна робота № 11 Будова та принцип дії діодного обмежувача системи освітлення 12

Самостійна робота № 12 Схема підключення синхронного генератора секції БМЗ 13

Самостійна робота № 13 Схема захисту і сигналізації дизеля секції БМЗ 13

Самостійна робота № 14 Пуск ХНУ 5БМЗ ручним, автоматичним способом 14

Самостійна робота № 15 Зупинка ХНУ 5БМЗ ручним і автоматичним способом 15

Самостійна робота № 16 Включення ХНУ 5БМЗ в режим “опалення” 16

Самостійна робота № 17 Включення ХНУ 5БМЗ в режим “відтайка” 16

Самостійна робота № 18 Аварійно – попереджувальна сигналізація секції секції БМЗ 17

Самостійна робота № 19 Централізована система електропостачання від локомотива 18

Самостійна робота № 20 Централізована система електропостачання від вагона –

електростанції 19

Самостійна робота № 21 Розміщення електрообладнання у вагоні з кондиціюванням повітря 19

Самостійна робота № 22 Будова щита вагона 47Д 20

Самостійна робота № 23 Будова щита вагона 910А 22

Самостійна робота № 24 Будова щитів вагонів 61 – 425, 47ДК 23

Самостійна робота № 25 Будова щита вагона РИЦД 27

Самостійна робота № 26 Будова щита вагона РИЦК 28

Самостійна робота № 27 Будова комбінованого котла опалення 29

Самостійна робота № 28 Перелік робіт при ТО – 1 29

Самостійна робота № 29 Перелік робіт при ТО – 2 30

Самостійна робота № 30 Перелік робіт при ТО – 3 30

Самостійна робота № 31 Основні протипожежні заходи в електрообладнанні пасажирських

вагонів 31

Самостійна робота № 32 Техніка безпеки при технічному обслуговуванні електрообладнання 31

Самостійна робота № 1

Тема: Привід електричних апаратів постійного струму

У електромагнітному приводі використовується сила тяжіння якоря до осердя

електромагніту або сила втягування якоря в котушку соленоїда. Широкого поширення в

електричних апаратах набув

електромагнітний привід з магнітною

системою клапанного типу (рис. а). Він

складається з П – подібного осердя 1 з

котушкою 2 і поворотного якоря 3, який

сполучений з рухомим контактом 4 апарата.

Властивості електромагнітного приводу

характеризуються залежністю його тягового

зусилля від положення якоря. Цю залежність називають тяговою характеристикою приводу (рис. б). В даному приводі при повністю розімкнених контактах повітряний зазор х між якорем і осердям відносно великий і магнітний опір системи буде найбільшим. Тому магнітний потік Ф в повітряному зазорі електромагніта і тягове зусилля F будуть найменшими. Проте при правильно розрахованому приводі воно повинне забезпечити тяжіння якоря до осердя. По мірі наближення якоря до осердя і зменшення повітряного зазору магнітний потік в зазорі збільшується і відповідно зростає тягове зусилля.

Тягове зусилля F, що створюється приводом, повинне бути достатнім для подолання

протидіючого зусилля F_пр, що створюється в рухомій системі апарату. Зусилля F_пр визначається

силою Р, яка створена поворотною пружиною (яка для простоти прийнята постійною), силою тяжесті G рухомої системи і контактним натисненням Q.

При русі якоря і зменшенні повітряного зазору х до моменту зіткнення контактів привід

повинен долати тільки зусилля F_пр, яке обумовлене масою рухомої системи і дією поворотної

пружини (ділянка аb). Далі це зусилля зростає стрибком на величину початкового натиснення

контактів ділянок вс і росте по мірі подальшого їх переміщення (ділянка еd).

Якщо струм в котушці приводу забезпечує отримання тягової характеристики 1, то рівновага

сил, що діють на якір, може бути в точці А і якір притягнеться до осердя при повітряному зазорі х₂; при меншому струмі в котушці, тобто при тяговій характеристиці 2, рівновага сил наступає в точці Б і якір може притягнутися до осердя тільки при зниженні зазору до х_1. При розмиканні

електричного ланцюга котушки приводу рухома система повертається в початкове положення під

дією пружини і сили тяжіння. Проте при малих значеннях повітряного зазору і протидіючого

зусилля якір може утримуватися в притягуючому положенні залишковим магнітним потоком. Це

явище усувається шляхом установки між якорем і осердям немагнітної прокладки, що фіксує

деякий найменший повітряний зазор x_кон, і регулюванням пружини.

Електромагнітні приводи апаратів характеризуються струмом або напругою спрацьовування

і повернення. Струмом (напругою) спрацьовування називається найменше значення струму (напруги), при якому чітко і надійно спрацьовує апарат. Для апаратів, які використовують в електроустаткуванні вагонів, напруга спрацьовування складає 75% номінальної напруги. Якщо поступово плавно знижувати струм в котушці, то при певному його значенні апарат відключиться. Найбільше значення струму (напруги), при якому апарат вже відключається, називається струмом (напругою) повернення. Струм повернення І_в (напруга U_в) завжди менше струму спрацьовування І_ср (напруги U_ср), оскільки при включенні рухомої системи апарату необхідно подолати сили тертя, а також підвищені повітряні зазори між якорем і осердям електромагнітної системи. Відношення струму повернення до струму спрацьовування називають коефіцієнтом повернення к_в = І_в/І_ср = U_в/U_ср. Цей коефіцієнт завжди менше одиниці.

Самостійна робота № 2

Тема: Привід електричних апаратів, який утворює витримку часу

П ід витримкою часу розуміють час від, моменту подачі або зняття напруги з котушки

приводу апарату до початку руху контактів. Отримання витримки часу на відключення

електричних апаратів з електромагнітним приводом, який керований постійним струмом,

засновано на використанні закону Ленса. Для цієї мети на магнітопроводі 1 (рис. а)

електромагніту, окрім основної котушки 2,

встановлюють додаткову короткозамкнуту

котушку 4. При знятті живлення з котушки 2

створюваний нею магнітний потік Ф змінюється

від свого робочого значення до нуля. При цьому в

короткозамкнутій котушці 4 індукується струм

такого напряму, що його магнітний потік Ф_к

перешкоджає зменшенню магнітного потоку Ф і

утримує якір 3 привода в притиснутому положенні. Замість короткозамкнутої котушки може бути

встановлена на магнітопроводі мідна гільза, яку можна розглядати як короткозамкнуту котушку з

одним витком. Цього ж ефекту можна досягти при замиканні накоротко ланцюга котушки 2 у

момент відключення її від мережі. Якщо в деякий момент часу t₁ (рис. б) замкнути накоротко

котушку 2, то струм в ній не зменшується миттєво до нуля, оскільки виникаюча в котушці е. р. с.

самоіндукції перешкоджає зменшенню струму. Відповідно до цього магнітний потік в осерді

також зменшуватиметься не миттєво, а поступово. Поки струм, що протікає по котушці, здатний

утримати якір 3 електромагніта в притискаючому положенні, контакти апарату залишаються в

незмінному положенні; коли зменшуючий струм, досягне значення струму повернення І_в (точка А), якір відпаде і контакти перемкнуться в нове положення. Час Δt, що пройшов від моменту t₁

відключення котушки приводу до моменту t₂ його спрацьовування, складає витримку часу, який

тим більше, чим більше постійна часу котушки Т = L_к/r_к, де: L_к – індуктивність котушки; r_к –

активний опір її ланцюга. Крім того, витримка залежить від струму повернення апарату, тобто

натягнення протидіючої пружини, найменшого зазору х_кон (товщина немагнітної прокладки) і

інших чинників, що визначають цей струм.

Електромагнітні апарати можуть здійснювати витримку часу при відпуску якоря

(відключенні приводу) від 0,15 до 10с. Регулювати час витримки можна зміною товщини

немагнітної прокладки (грубе регулювання) або зміною натягнення пружини (точне

регулювання). Для отримання витримки часу на включення електричного апарату

використовують різні механічні механізми, принцип дії яких аналогічний годинниковому

механізму.

Самостійна робота № 3

Тема: Привід електричних апаратів, який реагує на направлення струму

Д ля того, щоб привід апарату міг реагувати на напрям керуючого сигналу (струму в

котушці), в його магнітну систему включають постійний

магніт (рис. а). Такі апарати називають поляризованими.

Якщо магнітний потік Ф_м постійного магніта

направлений згідно потоку Ф, що створюється струмом

в котушці, то час спрацьовування апарату буде значно

менший, ніж без магніта. Із – за наявності постійного

магніта характеристика 2 (рис. б), що показує зростання тягового зусилля по часу, розташовується

значно вище, ніж характеристика 1 для приводу без магніта (на значення тягового зусилля F_м, що

створюється магнітом). Тому рівність F = F_пр досягається в нім у момент часу t₂, тоді як в приводі

без магніта – у момент t₁, тобто швидкодія реле зростає. Струм трогання реле зменшується,

оскільки для спрацьовування реле його котушка повинна створювати менший потік Ф (тягове

зусилля створюється сумісною дією потоків Ф і Ф_м). При зміні напряму струму в котушці реле

потік Ф буде направлений проти Ф_м і реле не спрацює.

Самостійна робота № 4

Тема: Привід електричних апаратів змінного струму

У електромагнітах змінного струму (рис. 1, а) для зменшення втрат від вихрових струмів

магнітопроводи виготовляють з листів

електротехнічної сталі, які ізольовані один від

одного. Котушка електромагніту володіє як активним

R_к так і індуктивним Х_к опорами (рис. 1, б). Тому при

незмінній напрузі на котушці струм в ній залежить

від величини повітряного зазору х (у електромагніті

постійного струму, при сталому режимі, струм не

залежить від зазору), що обумовлене зміною індуктивності котушки. При подачі напруги на

котушку через неї протікає значний пусковий струм І_пуск (рис. 2, а) із – за великого початкового

зазору х_нач. При русі якоря повітряний зазор х зменшується, індуктивність котушки зростає, і

струм в ній знижується, впритянутом стані якоря по котушці протікає струм І_кон, який у декілька

разів менше пускового.

М агнітний потік Ф, що створюється котушкою електромагніту, практично мало залежить від

повітряного зазору. Проте робочий потік в повітряному зазорі електромагніта Ф_р (рис. 1, а)

збільшується при зменшенні зазору, оскільки чим він менший, тим менша частина потоку

котушки відгалужується у вигляді потоку розсіяння Ф_а. Крім того, при великих повітряних

зазорах індуктивний опір котушки може виявитися малим у порівнянні з її активним опором і тоді

струм мало залежатиме від зазору. З цих причин

магнітний потік і тягове зусилля в

електромагнітах змінного струму (середнє його

значення за період) збільшуються при зменшенні

зазору х (рис. 2, а), проте у меншій мірі, чим в

електромагнітах постійного струму. В результаті

цього струм (напруга) повернення у

електромагнітних приводів змінного струму

значно вищий, ніж у приводів постійного струму.

При синусоїдальній зміні струму і у котушці електромагніту магнітний потік Ф змінюється

синусоїдально, але із – за магнітних втрат в магнітопроводі відстає від і на кут ɣ. Тягове ж зусилля

F змінюється з подвійною частотою (рис. 2, б) і стає рівним нулю під час переходу потоку через

нуль. Це приводить до вібрації, якоря під дією протидіючого зусилля F_пр. У інтервалі часу, коли F

< F_пр, якір відходить від осердя, а потім, коли F > F_пр, він притягується до нього. При вібрації

якоря створюється великий шум, а прилеглі до якоря частини осердя розплющуються, внаслідок

чого зростає повітряний зазор і збільшується струм, що приводить до перегріву котушки.

Д ля зменшення вібрації якоря 3 один або два полюси осердя 1 розщеплюють на дві частини і

навколо однієї з них розміщують екрануючий

короткозамкнутий виток 2, який виконаний з

мідного або латунного дроту (рис. 3, а).

Магнітний потік Ф, що створюється струмом

котушки електромагніта, індукує в екрануючому

витку струм, який зсунутий по фазі на деякий кут

по відношенню до струму котушки. Струм в

короткозамкнутому витку створює свій потік Ф_к,

що замикається через обидві частини розщепленого полюса. Тому результуючі потоки Ф₁ і Ф₂, що

проходять через ці частини, і створювані ними тягові зусилля F₁ і F₂ (рис. 3, б) будуть зсунуті по

фазі один від одного на деякий кут, а сумарне тягове зусилля F не зменшуватиметься до нуля, а

тільки до деякого значення F₀. Якщо виконати електромагніт так, щоб F₀ > F_пр, то якір не

вібруватиме.

Самостійна робота № 5

Тема: Будова та принцип дії реле температури типу RT, ПТР – 2М

Температурні реле застосовуються як первинні командні прилади (датчиків) для

автоматичного регулювання температури середовища (повітря у вагоні, вода в системі опалення,

охолодження дизеля і ін.).

Будова та принцип дії реле температури типу RT

Т ермостат складається з чутливого термобаллона 14, капілярної трубки 15 і сильфона 13.

Термобаллон частково заповнений киплячою рідиною, при низькій

температурі. Сильфон розміщений в кожусі 12 і через шток переміщає гайку 11

настройки диференціала. Контакти 8 включені в ланцюг керування

холодильними установками або електропечами. Дріт ланцюга керування

підводиться до затискачів 7 через сальник 6. При зниженні температури

робочої рідини в термобалоні 14 тиск в його герметичному об'ємі знижується, і

гайка 11 з муфтою 2 під дією пружини 5 опускається вниз, розтягуючи

сильфон 13. Контактна планка 9 під дією заплечика муфти 2 долає силу

тяжіння до постійного магніта 10 і розриває контакти 8.

Диференціал приладу, тобто температурний діапазон нечутливості приладу, визначається

зазором між муфтами 1 і 2 і регулюється гайкою 11. Настройку на температуру розмикання

проводять за шкалою гвинтом 3, за допомогою ручки 4 змінюють натягнення пружини 5.

Дуостати мають однакову з термостатами конструкцію манометричної частини, по два

електричні контакти, керування охолодженням і опаленням. Так, дуостат, налаштований на

температуру 4°С, при підвищенні температури контрольованого середовища замикає свої

контакти, які керують охолодженням, при температурі 6°С і розмикає при 4°С. Якщо температура

контрольованого середовища знижується, при 3°С замикаються контакти, які керують опаленням;

при 4,5°С ці контакти розмикаються. Таким чином, один дуостат, керує охолодженням і

опаленням, замінює два термостати.

Будова та принцип дії реле температури типу птр – 2м

Р еле живиться змінним струмом напругою 220/127В і споживає потужність 10Вт. Розривна

потужність контактів складає 150 В*А, діапазон

регульованих температур від 13 до – 20°С при

основній похибці замикання контактів не більш

±0,75°С. Термореле ПТР – 2М випускається в двох

варіантах: із замикаючими контактами при

підвищенні температури (варіант А) і із

замикаючими контактами при зниженні

температури (варіант Б).

Чутливим елементом приладу ПТР – 2М є

напівпровідниковий датчик R13, включений в

ланцюг моста змінного струму, що складається з

резисторів R1 (R2 – R5), R6, R7, R8 (R9 – R12).

При рівності температури усередині вагону до температури відповідній заданому

положенню перемикача, міст знаходиться у рівновазі, а сигнал на його виході відсутній.

При будь – якому відхиленні температури опір датчика R13 змінюється, міст виходить з

рівноваги, а на його виході з'являється сигнал. Цей сигнал через конденсатор С1 подається на вхід

підсилювача, що складається з напівпровідникових тріодів Т1, Т2 типу МП40 і після підсилення

поступає через погоджуючий каскад, з тріода Т3 на фазовий дискримінатор, який зібраний на

тріоді Т4.

Оскільки вихідне реле Р повинне змінювати своє положення при порушенні балансу моста,

передбачені в схемі підсилювача погоджуючий каскад, і фазовий дискримінатор які які

розрізняють знаки сигналу; за відсутності сигналу струм в колекторному ланцюзі тріода Т4 має

форму однієї напівхвилі. Змінна напруга (при порушенні балансу), що подається на вхід тріода

Т3, збільшує або зменшує найбільші амплітуди напівхвиль залежно від того, яку фазу має

сигнал, що пов'язане із збільшенням або зменшенням опору датчика R13 в результаті зміни

температури усередині вагону.

Фазовий дискримінатор керує спрацьовуючим пристроєм – трігером, який зібраний з тріодів

Т5, Т6 типа МП40 і тріода ТУ типа МП25.

Навантаженням трігера являється обмотка реле Р1, одна пара перемикаючих контактів

якого знаходиться в ланцюзі виконавчого механізму, а друга – в ланцюзі моста. Контакти реле

спрацьовують при крайніх значеннях, при яких відбувається порушення балансу моста (при

верхньому і нижньому значеннях температури датчика R13).

Резистори R1 – R5, R8 – R12 і підсилювач R15 підганяють один до одного при наладці

приладу з певним датчиком R13. Тому монтаж приладу допускається тільки з даним датчиком і

при підключенні іншого датчика прилад працювати не буде. У схемі реле є сигнальна лампа Л,

напівпровідникові діоди Д1 – Д6, конденсатори С1 – С6 и резисторів моста (R1 – R12),

підсилювача (R14 – R17), погоджуючого каскаду і фазового дискримінатора (R18 – R21), і трігера R22 – R28. Прилад підключається затисками 1а – 7а, 1б – 3б.

Всі вузли термореле ПТР – 2М (силовий трансформатор, плати підсилювача, випрямляча і

трігера, блок настройки) розміщені в пластмасовому корпусі на монтажній панелі. На зовнішній

стороні панелі розташовані перемикач, запобіжник і сигнальна лампа. Прилад підключають за

допомогою штепсельного роз'єму.

Самостійна робота № 6

Тема: Будова та принцип дії реле тиску типу РД – 1Б – 01, МР – 15, RТ–260А

Реле тиску призначене для захисту від надмірного підвищення або зниження тиску в

апаратах холодильної установки і системі мащення компресорів і дизелів. Реле рівня

контролюють і регулюють рівень рідини в апаратах (наприклад, аміаку в проміжному

сосуді, води в радіаторі і т. д.).

Реле тиску, яке застосовується для захисту від неприпустимо низького тиску в холодильних

установках, називають пресостатом; від неприпустимо високого тиску – маноконтролером.

Обидва прилада мають принципово однакову конструкцію, проте прессостат розмикає свої

контакти при зниженні тиску, а маноконтролер – при підвищенні тиску.